(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上の潜像をトナーとキャリアとを含む現像剤により可視像処理する現像手段と、
現像剤を補給する現像剤補給手段と、
前記現像手段とは別体に設けられ、該現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを攪拌する攪拌手段と、
前記攪拌手段から前記現像手段に現像剤をエアを用いて搬送する搬送手段と、
余剰現像剤を装置外部に排出する余剰剤排出手段と、
を具備し、前記現像手段から回収した現像剤を、再度、該現像手段に移送し循環することが可能に構成されている現像装置において、
前記余剰剤排出手段を前記攪拌手段に配設し、
前記現像剤補給手段により現像剤の補給動作が行われている間は、前記余剰剤排出手段による前記攪拌手段からの余剰現像剤の排出を行わず、
前記攪拌手段は、前記現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを攪拌する回転可能な攪拌部材と、前記現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを収納する、前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出を行うための排出口を備えた鉛直方向に長い攪拌容器とを有し、
前記排出口は、前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出完了後に、前記攪拌容器側面における攪拌に必要となる基準現像剤粉面の高さより上に設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
像担持体上の潜像をトナーとキャリアとを含む現像剤により可視像処理する現像手段と、
現像剤を補給する現像剤補給手段と、
前記現像手段とは別体に設けられ、該現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを攪拌する攪拌手段と、
前記攪拌手段から前記現像手段に現像剤をエアを用いて搬送する搬送手段と、
余剰現像剤を装置外部に排出する余剰剤排出手段と、
を具備し、前記現像手段から回収した現像剤を、再度、該現像手段に移送し循環することが可能に構成されている現像装置において、
前記余剰剤排出手段を前記攪拌手段に配設し、
前記現像剤補給手段により現像剤の補給動作が行われている間は、前記余剰剤排出手段による前記攪拌手段からの余剰現像剤の排出を行わず、
前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出動作は、余剰現像剤の排出後の前記攪拌手段における現像剤の嵩が一定になるように行い、
前記攪拌手段は、前記現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを攪拌する回転可能な攪拌部材と、該攪拌部材を回転駆動する攪拌部材駆動手段と、前記攪拌部材または攪拌部材駆動手段に作用するトルクを検出するトルク検出手段とを備え、
前記攪拌部の現像剤の嵩は、前記トルク検出手段により検出されたトルク値に基づいて設定することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の現像装置において、
前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出動作は、現像剤の循環の停止中に行うことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の現像装置において、
前記現像剤補給手段により補給された現像剤の累積補給量を記憶する記憶手段を有し、
余剰現像剤の排出量は、前記記憶手段に記憶されている現像剤の累積補給量に基づいて設定することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１記載の現像装置において、
前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出動作は、余剰現像剤の排出後の前記攪拌手段における現像剤の嵩が一定になるように行うことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項２記載の現像装置において、
前記攪拌手段は、前記現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを攪拌する回転可能な攪拌部材と、前記現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを収納する、前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出を行うための排出口を備えた鉛直方向に長い攪拌容器とを有し、
前記排出口は、前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出完了後に、前記攪拌容器側面における攪拌に必要となる基準現像剤粉面の高さより上に設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一つに記載の現像装置において、
前記攪拌手段と前記余剰剤排出手段との接続部近傍に余剰現像剤を一時的に貯める貯蔵部を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか一つに記載の現像装置において、
前記攪拌手段は、前記現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを攪拌混合する回転可能な攪拌部材を備えており、
前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出中は、前記攪拌部材の回転数を画像形成中のそれよりも下げることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか一つに記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ等またはそれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に用いられる現像装置に関し、さらに詳しくは、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いて像担持体上の潜像を現像する現像装置およびこれを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーと磁性キャリアとを含む二成分の現像剤を用いた現像装置を備える画像形成装置が広く用いられている（例えば、特許文献１および２参照）。特許文献１には、キャリアとトナーとを現像装置内の現像剤に補給してトナー濃度の回復を図りながら、増加量分の現像剤を現像装置から排出させる現像装置に係る技術・構成が記載されている。かかる構成では、現像剤の排出によって古くなったキャリアを少しずつ現像装置内から排出しつつ、新しいキャリアを現像装置内の現像剤に補給する。そして、このような排出と補給とによって現像剤中のキャリアを少しずつ新たなものに交換していくことで、現像装置内部のキャリアの劣化が進行しにくく、現像剤交換作業を行う頻度が下がるようにしている。
特許文献１記載の技術を始めとして、現像剤の補給、排出を行う現像装置においては、現像装置の一部に現像剤排出用の開口を設け、そこからスクリュなどの搬送部材を用いて排出する方法が一般的である。
【０００３】
特許文献２記載の技術等では、余剰現像剤の排出タイミングとしては、現像剤の嵩が所定の高さ以上となった場合にオーバーフローなどによって排出したり、現像手段における現像剤の嵩の上昇を検知して開口部のシャッターを開閉し排出したりする方法が取られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、現像装置内部の現像剤容量を管理することが難しく、現像剤が多くなりすぎ現像装置から現像剤が溢れ出したり、現像剤の排出によって現像剤の量が減少したりして、現像剤担持体に十分な量の現像剤を供給できず、画像濃度低下が生じるという問題点がある。
【０００５】
特許文献２記載の技術では、現像剤の補給によって現像装置内部の現像剤の量が増えると現像剤の排出を行うために、例えば図９（ｂ）に示す比較例のように、現像剤の補給と余剰現像剤の排出とが同時に行われることがあり、補給された現像剤が直ぐに排出されることがあり、現像剤が無駄になるという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した問題点・事情に鑑みてなされたものであり、トナーとキャリアとからなる現像剤を補給し、余剰の現像剤（以下、「余剰現像剤」ともいう）を排出する現像装置において、現像剤補給中に余剰現像剤の排出を行わないことで、補給された新しい現像剤が廃棄されるのを防止することができる現像装置およびこれを有する画像形成装置を実現し提供することを主な目的とする。
また、現像手段としての現像部とは別体に設けられた攪拌部（攪拌手段）から余剰現像剤の排出を行うことで、現像部における現像剤の嵩を常に一定に保ち現像部からの現像剤漏れや現像剤不足による画像濃度低下を防止することができる現像装置およびこれを有する画像形成装置を実現し提供することなども目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、請求項ごとの発明では、以下のような特徴ある手段・発明特定事項（以下、「構成」という）を採っている。
請求項１記載の発明は、像担持体上の潜像をトナーとキャリアとを含む現像剤により可視像処理する現像手段と、現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像手段とは別体に設けられ、該現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを攪拌する攪拌手段と、前記攪拌手段から前記現像手段に現像剤をエアを用いて搬送する搬送手段と、余剰現像剤を装置外部に排出する余剰剤排出手段とを具備し、前記現像手段から回収した現像剤を、再度、該現像手段に移送し循環することが可能に構成されている現像装置において、前記余剰剤排出手段を前記攪拌手段に配設し、前記現像剤補給手段により現像剤の補給動作が行われている間は、前記余剰剤排出手段による前記攪拌手段からの余剰現像剤の排出を行わず、前記攪拌手段は、前記現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを攪拌する回転可能な攪拌部材と、前記現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを収納する、前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出を行うための排出口を備えた鉛直方向に長い攪拌容器とを有し、前記排出口は、前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出完了後に、前記攪拌容器側面における攪拌に必要となる基準現像剤粉面の高さより上に設けたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、像担持体上の潜像をトナーとキャリアとを含む現像剤により可視像処理する現像手段と、現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像手段とは別体に設けられ、該現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを攪拌する攪拌手段と、前記攪拌手段から前記現像手段に現像剤をエアを用いて搬送する搬送手段と、余剰現像剤を装置外部に排出する余剰剤排出手段とを具備し、前記現像手段から回収した現像剤を、再度、該現像手段に移送し循環することが可能に構成されている現像装置において、前記余剰剤排出手段を前記攪拌手段に配設し、前記現像剤補給手段により現像剤の補給動作が行われている間は、前記余剰剤排出手段による前記攪拌手段からの余剰現像剤の排出を行わず、前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出動作は、余剰現像剤の排出後の前記攪拌手段における現像剤の嵩が一定になるように行い、前記攪拌手段は、前記現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを攪拌する回転可能な攪拌部材と、該攪拌部材を回転駆動する攪拌部材駆動手段と、前記攪拌部材または攪拌部材駆動手段に作用するトルクを検出するトルク検出手段とを備え、前記攪拌部の現像剤の嵩は、前記トルク検出手段により検出されたトルク値に基づいて設定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の現像装置において、前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出動作は、現像剤の循環の停止中に行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１、２または３記載の現像装置において、前記現像剤補給手段により補給された現像剤の累積補給量を記憶する記憶手段を有し、余剰現像剤の排出量は、前記記憶手段に記憶されている現像剤の累積補給量に基づいて設定することを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出動作は、余剰現像剤の排出後の前記攪拌手段における現像剤の嵩が一定になるように行うことを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項２記載の現像装置において、前記攪拌手段は、前記現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを攪拌する回転可能な攪拌部材と、前記現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを収納する、前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出を行うための排出口を備えた鉛直方向に長い攪拌容器とを有し、前記排出口は、前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出完了後に、前記攪拌容器側面における攪拌に必要となる基準現像剤粉面の高さより上に設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一つに記載の現像装置において、前記攪拌手段と前記余剰剤排出手段との接続部近傍に余剰現像剤を一時的に貯める貯蔵部を設けたことを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一つに記載の現像装置において、前記攪拌手段は、前記現像手段から回収した現像剤と前記現像剤補給手段から補給された現像剤とを攪拌混合する回転可能な攪拌部材を備えており、前記余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出中は、前記攪拌部材の回転数を画像形成中のそれよりも下げることを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８の何れか一つに記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、前記課題を解決して新規な現像装置および画像形成装置を実現し提供することができる。請求項ごとの発明の効果を挙げれば、以下のとおりである。
請求項１記載の発明によれば、前記構成により、余剰現像剤の排出によって攪拌手段における現像剤の嵩が減りすぎると攪拌性が低下する虞があるが、攪拌容器における攪拌に必要な高さ（基準現像剤粉面）より上に余剰現像剤排出用の排出口を設けることにより、余剰現像剤排出後も攪拌に必要な現像剤量を確実に残すことができ、攪拌性を低下することがない。
請求項２記載の発明によれば、前記構成により、攪拌手段の現像剤の嵩が増加すると、攪拌部材またはこれを駆動する駆動手段（例えばモータの出力軸）のトルクが増加するので、その値を基づいて攪拌手段の嵩を判断し、トルクが所定の値になるまで余剰現像剤の排出動作を行えば余剰現像剤排出後は攪拌手段における現像剤の嵩を基準となる嵩まで常に戻すことができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、現像剤循環中、攪拌手段には現像手段から回収した現像剤が供給されると同時に、余剰剤排出手段により余剰現像剤が排出されるため、攪拌手段内における現像剤の粉面の位置（現像剤の嵩の位置）が一定でなく、現像剤の粉面が安定していない状態で余剰現像剤の排出を行うと捨てすぎる虞があるが、前記構成により、現像剤循環が停止した状態であれば攪拌手段に現像剤の出入りがないため現像剤の粉面が安定した状態で余剰現像剤の排出を行うことができ、余剰現像剤の排出量が正確に管理できる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、余剰現像剤の排出量を、記憶手段に記憶されている現像剤の累積補給量に基づいて設定すれば、その増加量分に対応した分の余剰現像剤を確実に排出することができる。
請求項５記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、余剰現像剤の排出動作は、余剰現像剤の排出後の前記攪拌手段における現像剤の嵩が一定になるように行う、換言すれば攪拌に必要な現像剤量が攪拌手段に残るように余剰現像剤の排出量を設定することにより、余剰現像剤の排出後も一定以上の攪拌性を維持することができる。
請求項６記載の発明によれば、前記構成により、請求項２記載の発明の効果に加えて、余剰現像剤の排出によって攪拌手段における現像剤の嵩が減りすぎると攪拌性が低下する虞があるが、攪拌容器における攪拌に必要な高さ（基準現像剤粉面）より上に余剰現像剤排出用の排出口を設けることにより、余剰現像剤排出後も攪拌に必要な現像剤量を確実に残すことができ、攪拌性を低下することがない。
【００１６】
請求項７記載の発明によれば、攪拌手段と余剰剤排出手段との接続部近傍に余剰現像剤を一時的に貯める貯蔵部を設けたことにより、例えば攪拌手段に配設した攪拌部材の回転・攪拌動作によって余剰現像剤が余分に排出されすぎるのを防止することができる。
【００１７】
請求項８記載の発明によれば、余剰剤排出手段による余剰現像剤の排出中は、攪拌部材の回転数を画像形成中のそれよりも下げることにより、攪拌部材の回転・攪拌動作によって余剰現像剤が過剰に排出されるのを防止することができる。
【００１８】
請求項９記載の発明によれば、請求項１ないし８の何れか一つに記載の現像装置を有することにより、画像濃度が良好な画像形成装置を実現し提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す現像装置が用いられる画像形成装置の概略的な断面図である。
【図２】図１の現像装置の全体構成を説明する要部の斜視図である。
【図３】図２に示した現像装置における現像部の断面図である。
【図４】図２に示した現像装置に用いられる現像剤攪拌部、ロータリフィーダ部、エアポンプの内部構成を示す断面図である。
【図５】現像剤攪拌部、余剰現像剤排出機構を示す要部の断面図である。
【図６】第１および第２の実施形態の現像装置の主な制御構成を示すブロック図である。
【図７】（１）〜（３）は、現像剤攪拌部および余剰現像剤排出機構における画像形成中、余剰現像剤排出時、余剰現像剤排出完了時の現像剤粉面の位置状態、余剰現像剤の排出状態を説明する簡略的な断面図である。
【図８】余剰現像剤排出に係るタイミングチャートである。
【図９】（ａ）は本発明における、（ｂ）は従来の現像装置の比較例における、現像剤循環、現像剤補給、余剰現像剤排出時に係るタイミングチャートと、現像剤攪拌部(本発明のみ)および現像部における現像剤の量の変化とを比較して示すグラフである。
【図１０】第２の実施形態に設けられているトルク計および現像剤攪拌部の要部の断面図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、第２の実施形態における現像剤攪拌部の現像剤の嵩を示す簡略的な断面図、（Ｃ）は、現像剤攪拌部の現像剤の嵩とトルク値との関係を表すグラフである。
【図１２】第２の実施形態における要部の動作順序を示すフローチャートである。
【図１３】変形例１における現像剤一次貯蔵部の要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という）を詳細に説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素（部材や構成部品）等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。公開特許公報等の構成要素を引用して説明する場合は、その符号に括弧を付して示し、各実施形態等のそれと区別するものとする。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１〜図９を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本発明を適用した現像装置を有する画像形成装置の全体構成を示す断面図である。同図は、タンデム型中間転写方式のカラーの画像形成装置１００を示している。
まず、図１を参照して、画像形成装置１００の全体構成および動作を説明する。同図に示すように、画像形成装置１００は、装置本体７０と、装置本体７０の上部に配置された排紙トレイ９９等を備えた排紙部９７と、装置本体７０のほぼ中央部に配置された画像形成部８０と、装置本体７０の下部に配置された給紙カセット８７等を備えた給紙部８６とを有する。
【００２２】
画像形成部８０には、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト８５が配置されている。中間転写ベルト８５の下方には、中間転写ベルト８５の矢印で示す搬送方向の上流側から下流側に沿って順に、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の４色に対応する作像ユニット８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄが並設・配置されている。各作像ユニット８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄの構成は、作像プロセスに用いられる色が異なる以外は同様である。例えば、イエロー色に対応した作像ユニット８１ａは、像担持体ないし潜像担持体としてのドラム状をなす感光体１ａと、感光体１ａの周囲に配置された帯電手段としての帯電部８２ａ、現像手段としての現像部２ａ、１次転写手段としての１次転写部８４ａ、クリーニング手段としてのクリーニング部８３ａなどで構成されている。
【００２３】
現像部２ａは、感光体１ａ上の潜像をトナー（この場合はイエロー色のトナー）とキャリアとからなる２成分現像剤により可視像処理する現像手段として機能し、図２を参照して後で詳述するように現像装置９ａを構成している。図１において、９４は、外部から新鮮な空気を取り入れる空気取入口を、９３は、空気取入口９４に配設された除湿装置を、９２は、空気取入口９４から取り入れた空気を後述する現像剤攪拌部４０ａ〜４０ｄに分配給送する外部空気吸引路を、９１ａ〜９１ｄは、後述する現像剤攪拌部４０ａ〜４０ｄにエアを取り入れるためのエア吸引口を、それぞれ示す。
以下の説明および図２以降の各図では、図および説明の簡明化を図るため、各作像ユニットおよび各現像装置で共通するアラビア数字で表す符号のみを挙げて説明ないし図示し、トナーの色等を表すアルファベットの符号添字は省略する。
【００２４】
感光体１上で周知の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、１次転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体１上に所望のトナー像が形成される。
感光体１は、図示しない駆動手段によって図中、反時計回りに回転駆動され、帯電部８２によって一様な帯電を与えられる（帯電工程）。
次いで、感光体１は、露光手段としての図示しない露光部の光書き込みユニットから発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査により、感光体１の表面には作成する画像に対応した潜像としての静電潜像が形成され（露光工程）、現像部２と対向する位置に達すると、該現像部２から供給される現像剤に含まれるトナーによって可視像処理・現像されて、現像工程が実行される。
【００２５】
現像工程において可視像処理されたトナー像を担持する感光体１の表面は、中間転写ベルト８５および１次転写部８４との対向位置に達して、この位置で感光体１上のトナー像が中間転写ベルト８５上に転写される（１次転写工程）。
転写を終えた感光体１の表面は、クリーニング部８３との対向位置に達し、この位置で感光体１上に残存した未転写トナー等が回収される（クリーニング工程）。クリーニング後、感光体１の表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。このような工程を経過することで、感光体１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００２６】
上述した作像プロセスは、モノクロ画像のみの単一画像形成時およびフルカラー画像形成時にそれぞれ行われるが、フルカラー画像形成時には、図１に示した４つの作像ユニット８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄにおいて各工程がそれぞれ行われる。すなわち、作像ユニットの下方に配設された図示しない露光部（光書き込みユニット）から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像ユニット８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄの感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８５上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８５上にカラー画像が形成される。
【００２７】
１次転写バイアスローラを備えた４つの１次転写部８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄは、それぞれ、中間転写ベルト８５を感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写部８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト８５は、矢印方向に回転・走行して、各１次転写部８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８５上に重ねて１次転写される。
各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８５は、２次転写手段としての２次転写ローラ８８ａを備えた２次転写部８８との対向位置に達する。中間転写ベルト８５上に形成されたカラートナー像は、２次転写部８８の２次転写ニップの位置に搬送されたシート状記録媒体としての転写紙Ｓ上に一括転写される。
【００２８】
給紙部８６には、転写紙Ｓが複数枚重ねて給紙カセット８７に収納されており、給紙カセット８７上の転写紙Ｓはシート給送手段としての給紙ローラ８６ａおよび分離手段の協働作用により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Ｓはレジストローラ対８６ｂで一旦停止され、斜めずれなどを修正された後、レジストローラ対８６ｂにより所定のタイミングで２次転写部８８の２次転写ニップに向けて搬送される。そして、上述のように、２次転写ニップにおいて転写紙Ｓ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００２９】
２次転写ニップ位置でカラー画像を転写された転写紙Ｓは、定着部８９へ搬送され、ここで、定着ローラおよび加圧ローラによる熱と圧力とによってトナーが溶解されて、転写紙Ｓ表面に転写されたカラー画像が定着される。
定着を終えた転写紙Ｓは、排紙部９７を構成する排紙ローラ対９８により、装置本体７０の上面に形成された排紙トレイ９９へ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。なお、図１において符号９５は、中間転写ベルト８５のクリーニング装置を示している。
【００３０】
本発明に係る画像形成装置１００の構成では、現像部２等を有して構成される現像装置９に特徴があり、この現像装置９の構成について詳細に説明する。
図２は、本実施形態の現像装置９の全体構成、すなわち現像部２、現像剤補給手段３、循環機構４、現像剤攪拌部４０、ロータリフィーダ５０、エアポンプ６０等の構成を詳細に示す斜視図である。
【００３１】
従来の現像装置では、通常、現像に用いられる現像剤（トナーとキャリアとの混合体）は現像部・現像ユニットの中で攪拌混合されるのみであるが、本発明の構成では、図２に示すように、現像部２と離れた場所に、すなわち現像部２と別体に現像剤攪拌部４０が配置されている。この現像剤攪拌部４０は、現像部２から回収した現像剤と後述する現像剤補給手段から補給された現像剤とを確実に攪拌・混合するものであり、従来以上にトナーの帯電を安定して行うためのものである。これによって安定した画像形成を行うことができるようになっている。
【００３２】
図２に示すように、現像装置９は、感光体１に対してキャリアとトナーとを混合してなる２成分現像剤（以下、単に「現像剤」ともいう）により前記現像工程を実行する現像部２と、現像剤を補給する現像剤補給手段３と、現像部２から回収した現像剤を再度、現像部２の現像剤供給部としての現像剤供給口１５に向け移送する循環手段としての循環機構４と、余剰の現像剤を装置外部に排出する余剰剤排出手段としての余剰現像剤排出機構４２とを具備している。
感光体１はドラム状をした回転体からなる。この感光体１に近接対向して感光体１に現像剤を供給し感光体１上の潜像を可視像化する回転体からなる現像剤担持体としての現像ローラ１１が設けられている。
【００３３】
現像部２の内側には、現像ローラ１１の軸線と平行に現像剤（トナーおよびキャリア）を搬送しながら現像ローラ１１に現像剤を供給し、また現像剤を回収するスクリュなどの搬送部材が配置されていて、現像剤を攪拌搬送しつつ循環機構４下流の現像剤攪拌部４０を経て循環搬送させるようになっている。現像部２の内部構成は、図４を参照して後で詳細に説明する。
【００３４】
現像剤補給手段３は、図２に示すように、補給用の新規のトナーにキャリアを５〜１０％混合したプレミックス現像剤を収容したトナー容器（もしくは現像剤容器）２２と、このトナー容器２２と現像剤攪拌部４０とを連通・接続しているトナー補給管２１と、トナー補給管２１の内部に配設されている小型の搬送スクリュオーガなどの搬送部材（図示せず）を駆動するトナー補給用モータ２３とを備えている。トナー補給用モータ２３の駆動によって、前記図示しない搬送スクリュオーガなどの搬送部材が回転駆動されることで、一定量のプレミックス現像剤を搬送することができる構成となっている。
なお、現像剤補給手段３のトナー補給管２１の配置は、図１では図の簡明化のため鉛直縦型配置にしているが、本実施形態例では図２に示す横型配置にしている。
【００３５】
現像装置９の循環機構４は、図２に示すように、現像部２から回収した現像剤（以下、「回収現像剤」ともいう）と、現像剤補給手段３から新たに補給されるプレミックス現像剤（以下、「新規プレミックス現像剤」ともいう）とを収納し攪拌混合する攪拌部としての現像剤攪拌部４０と、この現像剤攪拌部４０から排出される攪拌混合後の現像剤を移送するためのロータリフィーダ５０と、現像剤攪拌部４０から現像部２に現像剤をエアを用いた空気圧で搬送・移送する搬送手段（もしくは搬送部）としてのエアポンプ６０等を備えて構成されている。
【００３６】
前記したように、現像剤攪拌部４０は、回収現像剤と、前記現像工程で消費された分のトナーに見合う新規プレミックス現像剤とを収納し攪拌混合する機能を有する。換言すれば、現像剤攪拌部４０は、現像部２と別体に設けられ、現像装置９内部を循環する現像剤と現像剤補給手段３から補給された新規プレミックス現像剤とを攪拌・混合する攪拌部として機能する。
【００３７】
図２に示すように、現像部２と現像剤攪拌部４０とは、回収現像剤を搬送する回収現像剤搬送経路、すなわち一端が現像部２の図示しない現像剤排出口に連通し、他端が現像剤攪拌部４０の上部に開口した現像剤供給口に連通している現像剤移送管３０で連通・接続されている。一方、現像剤攪拌部４０の下部に連通・接続されたロータリフィーダ５０と現像部２の長手方向左側端部の現像剤供給口１５とは、攪拌・混合された現像剤を搬送する現像剤搬送経路、すなわち現像剤移送管３１で連通・接続されている。
前記したとおり、循環機構４は、図２における現像部２の図示しない現像剤排出口から現像剤供給口１５までに至る現像剤循環路に配設された上述の構成要素、すなわち、現像部２の前記図示しない現像剤排出口、現像剤移送管３０、現像剤攪拌部４０、ロータリフィーダ５０、現像剤移送管３１および現像部２の現像剤供給口１５から主に構成されている。
現像剤攪拌部４０およびロータリフィーダ５０内部の細部構成は、図４を用いて後述する。
【００３８】
次に、現像剤の循環動作について循環機構４の構成を補足しながら説明する。現像部２において、現像により２成分中のトナーが消費されるため、トナー濃度の低下した現像剤（トナーおよびキャリア）は回収用の現像剤移送管３０を通って現像剤攪拌部４０に移送される。現像剤攪拌部４０は上下に長い円筒ホッパ状をなしていて、内部に後述する攪拌手段としての攪拌部材を備えており、この攪拌部材は現像剤攪拌用モータ４５により駆動される。現像剤攪拌部４０の上側には、現像により消費されたトナーの不足分を補給するトナー補給管２１が接続されている。トナー補給管２１には、前記したプレミックス現像剤を収容したトナー容器２２が連通・接続されている。
【００３９】
現像部２の回収スクリュ１３付近に取り付けられたトナー濃度センサ（図示せず、図６参照）によってトナー濃度の不足が検知されると、トナー補給管２１内に設けた搬送手段としてのスクリュ（図示せず）がトナー供給用モータ２３で駆動され、トナー容器２２内の補給用の新規プレミックス現像剤が現像剤攪拌部４０に供給される。トナー補給管２１による新規プレミックス現像剤の補給量は、図６に示すトナー濃度センサ（トナー濃度検出手段）２６の検出結果に応じて制御手段３５により決定される。現像剤攪拌部４０の内部では、トナー容器２２からトナー補給管２１を介して供給された補給用の新規プレミックス現像剤と、現像剤移送管３０を経て戻った現像剤とが攪拌混合されて分散およびトナーへの帯電がなされる。
【００４０】
トナー濃度センサ２６は、トナーとキャリアとの混合比率（キャリアに対するトナーの比率）、すなわちトナー濃度の変化を検出する公知のセンサであり、例えば現像剤中に配置されたコイルのインダクタンス変化を利用して、現像剤中のトナーの含有量からトナー濃度を検出する方式が用いられる。
【００４１】
攪拌後の現像剤はロータリフィーダ５０で一定量が下方に排出され、エアポンプ６０によって発生しエアチューブ３３を介して送られる空気流と共に、現像剤搬送経路としての現像剤移送管３１を通り現像剤供給口１５を介して現像部２に運ばれる。
現像部２への現像剤搬送量は、ロータリフィーダ５０の回転速度とエアポンプ６０の空気流量により定まる。現像剤移送管３０による現像剤の搬送は重力を利用して行われるため、エアポンプは必要ない。現像剤移送管３０、現像剤搬送経路としての現像剤移送管３１は、シリコン樹脂などの柔軟なチューブで形成されている。
【００４２】
図３を参照して、現像部２の内部構成を説明する。図３は、現像部２の内部の構成を示す断面図である。図３に示すように、現像部２は、現像部をカバーするとともに現像剤を収容する現像容器ないし現像槽であるケーシング１０と、ケーシング１０の内部に配設され、現像剤を表面に担持可能な回転体からなる現像剤担持体としての現像ローラ１１と、現像ローラ１１に現像剤を供給する現像剤供給部材としての供給スクリュ１４と、現像後の現像剤を回収し搬送する現像剤回収部材としての回収スクリュ１３と、現像剤供給位置付近において現像ローラ１１表面の現像剤担持量を規制するドクターブレード１２とを有するユニットである。
【００４３】
現像剤担持体としての現像ローラ１１は、感光体１に近接対向して配置されており、外周部を構成する非磁性で円筒状の現像スリーブと、この内側に配置された磁界発生手段（複数の磁極が着磁されたマグネットローラあるいは複数の磁石）とからなる。現像ローラ１１は、固定（非回転）磁石の回りを現像スリーブが回転駆動されるようになっていて、現像剤を磁力によってローラ（現像スリーブ）表面に保持しながら感光体１表面上の静電潜像に現像剤中のトナーを付着させ現像してトナー像を作るためのものである。
【００４４】
供給スクリュ１４は、その長手方向（紙面に垂直な方向）の端部に設けられた現像剤供給口１５（図２参照）から供給された現像剤を現像スリーブに供給すべく図中紙面奥方向に向かって搬送するように駆動される。
回収スクリュ１３は、回収された現像剤が回収スクリュ１３の手前側の最下流のケーシング１０に設けられた開口（図示せず）から現像剤移送管３０（図２参照）に向けて送り出されるように、すなわち現像剤が図中紙面奥から手前に向かって搬送されるように回転駆動される。
ドクターブレード１２は、現像ローラ１１の現像スリーブに付着する現像剤を一定量に規制すべく均す。
【００４５】
ケーシング１０内の現像剤は、供給スクリュ１４によって、図３において紙面手前から奥側に搬送され、この一部が、現像ローラ１１において磁力で吸い上げられて吸着されると、ドクターブレード１２で均一な厚さに均されてから、感光体１に接することで感光体１上の静電潜像をトナーで現像してトナー像が形成される。現像後の現像剤は回収スクリュ１３の端部に接続されている現像剤移送管３０（図２参照）から、現像剤攪拌部４０に自重で搬送される。
【００４６】
図４を参照して、現像剤攪拌部４０と搬送部（搬送手段）の細部構成およびその動作について補説する。同図は、現像剤攪拌部４０と搬送部の断面図である。ここでは、現像剤攪拌部４０を構成する、攪拌容器４１、スクリュ４３、攪拌羽根４４、現像剤攪拌用モータ４５、現像剤攪拌用モータ４５の駆動力伝達機構について説明する。
【００４７】
攪拌容器４１は、縦長の円筒ホッパ状をなし、攪拌容器４１内部の中央部には、攪拌部材としてのスクリュ４３が回転軸４５ａに固定されて配設されている。スクリュ４３の回転軸４５ａの一端部（上端部）は、攪拌部材駆動手段としての現像剤攪拌用モータ４５（以下、単に「モータ４５」ともいう）の出力軸に直結・固定されている。スクリュ４３は、モータ４５の回転駆動によって図４に誇張拡大して示す現像剤６が上方に流れる向きに回転する。
回転軸４５ａには、攪拌部材としての攪拌羽根４４が回転可能な緩い嵌合で装着されている。攪拌羽根４４は、板状の樹脂や金属等で形成され、スリット状の空隙が設けられている。
【００４８】
攪拌容器４１の側部には、余剰剤排出手段としての余剰現像剤排出機構４２の入口１６ａに連通・接続する排出口４１ａが形成されている。攪拌容器４１の上部には、現像剤移送管３０に連通・接続する入口４１ｂと、トナー補給管２１に連通・接続する入口４１ｄとが一体的に形成されている。また、攪拌容器４１の下部には、ロータリフィーダ５０に連通・接続する流出口４１ｄが形成されている。
【００４９】
回転軸４５ａには、第１駆動ギヤＧ１が固定されている。第１駆動ギヤＧ１は、第１中間ギヤＧ２と噛み合っている。第１中間ギヤＧ２は、現像装置本体側のフレーム２４と攪拌容器４１の上壁との間に軸支された中間軸２５に固定されている。中間軸２５には、第２中間ギヤＧ３が固定されている。第２中間ギヤＧ３には、第２駆動ギヤＧ４が噛み合わっている。第２駆動ギヤＧ４は、回転軸４５ａに対して回転自在に緩く嵌合しており、かつ、第１駆動ギヤＧ１に対して回転フリーであり、なおかつ、攪拌羽根４４と一体化されている。
【００５０】
図１、図２、図４に示すように、現像剤攪拌部４０からの現像剤排出位置には、該現像剤攪拌部４０と連通されたロータリフィーダ５０が位置している。
ロータリフィーダ５０の内部には、図４に示すように、軸の周りに複数の羽を持った羽根車状のロータ５１を備えている。ロータ５１は、図２に示すロータリフィーダ駆動用モータ５５の出力軸に連結されており、同モータ５５によって回転駆動される。ロータリフィーダ５０は、内部のロータ５１を回転させて、上流に配置された現像剤攪拌部４０で攪拌された現像剤を一定量ずつ下方の排出部５４に排出する働きをする。ロータリフィーダ５０は、現像剤攪拌部４０からの現像剤を搬送する送り手段である。
【００５１】
モータ４５が回転されると、該モータ４５の回転軸４５ａに直結されたスクリュ４３が回転する。これと同時に、第１駆動ギヤＧ１、第１中間ギヤＧ２、第２中間ギヤＧ３、第２駆動ギヤＧ４の順に駆動力が伝達されて、スクリュ４３とは異なる回転方向で攪拌羽根４４が回転されることとなる。スクリュ４３はその回転により攪拌容器４１内の現像剤６を図中矢印で示す下から上に向けて搬送する。この際、攪拌羽根４４はスクリュ４３の外周周り、および攪拌容器４１の内周面に沿って回転する。図４において、符号５は、現像剤の粉面（以下、「現像剤粉面」を示し、この現像剤粉面５は現像剤の嵩位置を表している。
新規プレミックス現像剤はトナー補給管２１を介して攪拌容器４１の上側の入口４１ｃから入り、現像部２からの回収現像剤は現像剤移送管３０を通して攪拌容器４１の上側の入口４１ｂから入る。そして、攪拌容器４１内に収納された新規プレミックス現像剤と回収現像剤とを、攪拌羽根４４で掻き回すとともに、スクリュ４３により下から上に向けて搬送することにより、対流を生じさせて立体的に攪拌する。こうして、トナー容器２２に蓄えられた新規プレミックス現像剤と現像部２内の回収スクリュ１３（図２参照）から搬送された現像残余の回収現像剤とが攪拌混合されて、適切なトナー濃度、帯電量に調整される。攪拌後の現像剤は攪拌容器４１下部の流出口４１ｄから図中矢印で示す下方向に落下し、ロータリフィーダ５０に受け渡される。
【００５２】
ロータリフィーダ５０に受け渡された攪拌後の現像剤は、ロータリフィーダ駆動用モータ５５で駆動されるロータ５１の回転によって、ロータリフィーダ５０の下方に位置し周囲を側壁で囲まれた空間からなる排出部５４に定量ずつ排出される。
排出部５４は、エアポンプ６０の吐出管とチューブ３３を介して連通しており、また、排出部５４は水平方向から鉛直上方向に屈曲して立ち上がる現像剤移送管３１を介して現像部２とも連通している（図２参照）。ロータリフィーダ５０の排出部５４に定量排出された現像剤は、エアポンプ６０によって発生したチューブ３３を介して送られる圧縮空気の空気流によって搬送されて、現像剤移送管３１の内部をエアによって搬送されて、現像部２の現像剤供給口１５に戻される。
【００５３】
エアポンプ６０のエア流量とロータリフィーダ５０のロータ５１の回転数とを調整することにより、現像部２への現像剤供給量を制御できる。現像部２への現像剤供給量は、現像部２への供給量が一定になるように制御する。従って、図９（ａ）に示すように、現像剤の補給によって現像装置内部の現像剤の量が増加したとき、現像部の容量は一定で現像剤攪拌部４０の現像剤容量（嵩）が増加する。そこで、本実施形態では、現像剤攪拌部４０から余剰分の現像剤を排出できるように構成した。
【００５４】
（余剰剤排出手段）
図５〜図９を参照して、余剰剤排出手段としての余剰現像剤排出機構４２について詳述する。図５は、余剰現像剤排出機構４２周りの断面図である。余剰現像剤排出機構４２は、一端部（入口１６ａ）が攪拌容器４１の排出口４１ａに連通・接続し、他端部（出口）が現像装置９の外部に配置された余剰現像剤収容手段としての廃トナータンク４６に連通・接続していて、余剰現像剤を排出するための現像剤排出経路を構成する現像剤排出管１６と、現像剤排出管１６の内部に設けられ余剰現像剤を搬送する余剰現像剤搬送手段・部材としての現像剤排出用スクリュ４７と、現像剤排出用スクリュ４７を回転駆動する搬送部材駆動手段としてのスクリュ駆動用のモータ１７と、攪拌容器４１の排出口４１ａと現像剤排出管１６の入口１６ａとの間に設けられ現像剤排出管１６への余剰現像剤の排出動作の開閉を行う開閉手段・部材としてのシャッタ４８と、シャッタ４８の開動作を行う開閉部材駆動手段としてのソレノイド１８とから主に構成される。
【００５５】
現像剤排出管１６は、中空パイプ状をなし、適宜の樹脂、例えばシリコン樹脂などの柔軟なチューブや金属で形成されている。現像剤排出用スクリュ４７は、スクリュ駆動用のモータ１７の回転駆動によって余剰現像剤を廃トナータンク４６に搬送する方向に回転するようになされている。
【００５６】
シャッタ４８は、図中両矢印方向にスライド可能に配設されたいわゆるスライド式のバルブに相当する開閉部材である。シャッタ４８は、現像剤排出管１６の入口１６ａを密閉可能な略円板状をなしている。シャッタ４８として例えばポリウレタンや塩化ビニールなどの摩擦係数の少ない材質を用いると、開閉したときにシャッタ４８の外周部と現像剤排出管１６の入口１６ａとの間に余剰現像剤が入りにくくできる。なお、シャッタ４８の図示は、図１、図４、図１０、図１１では省略している。
【００５７】
シャッタ４８の一端部には、ソレノイド１８のプランジャ（図示せず）が連結されている。シャッタ４８は、余剰現像剤の排出時に開くように、図６に示す制御手段３５によってソレノイド１８が制御される。シャッタ４８近傍の現像剤排出用スクリュ４７は、シャッタ４８と干渉しないように適切なクリアランスで現像剤排出管１６内に回転可能に支持されている。
【００５８】
ソレノイド１８は、プル型であり、ソレノイド１８のプランジャ（図示せず）には、シャッタ４８を常に閉じる向きに付勢する付勢手段としての図示しない圧縮コイルバネが装着されている。
なお、シャッタ４８が開いたとき、余剰現像剤が現像剤排出管１６の入口１６ａから漏れないように適切なシール構成、例えば開いたシャッタ４８およびその入口１６ａを覆うカバー部材などを攪拌容器４１の側壁に設けるなどを採っていることは無論である。シャッタ４８の駆動手段は、上記例に限らず、リニアモータで往復動させてもよい。
【００５９】
余剰現像剤排出機構４２を動作させること、すなわち図６に示す制御手段３５によってソレノイド１８をオン制御することでシャッタ４８を開くと同時に、スクリュ駆動用のモータ１７をオン制御することで、現像剤排出用スクリュ４７が回転して余剰現像剤を廃トナータンク４６に搬送することとなる。
このような余剰現像剤排出機構４２の動作により、現像剤攪拌部４０の現像剤容量が減少し、現像装置内部を循環する現像剤の量が減少する。
【００６０】
このように本実施形態によれば、従来の現像装置（例えば特許文献１）のように余剰剤排出手段が現像部２にないため、現像部２の小型化に寄与することができる。そして、現像剤の補給、排出動作に伴う現像剤容量の変動を、現像部２とは別体に設けられた現像剤攪拌部４０の現像剤容量を増減させて対応するため、図９（ａ）に示すように現像部２の現像剤容量（以下、「現像剤の嵩」ともいう）は常に一定になり、現像部２からの現像剤漏れや現像剤不足による画像濃度低下、現像剤の嵩の低下によるピッチムラなどの不具合は生じない。また、余剰剤排出手段としての余剰現像剤排出機構４２を現像剤攪拌部４０に配設したため、現像部から現像剤の排出を行う図９（ｂ）に示す比較例（例えば特許文献１）と比べると、作像部（作像ユニット）の小型化に寄与することができる。
【００６１】
図６を参照して、本実施形態の現像装置９の要部の制御構成を説明する。
図６において、制御手段３５は、例えば信号バス（図示せず）によって互いに接続された、演算機能および制御機能を備えたＣＰＵ３６、電池等でバックアップされたバックアップＲＡＭ３７（以下、単に「ＲＡＭ３７」という）、ＲＡＭ（図示せず）、ＲＯＭ３８、図示しない計時手段としての内部タイマおよびＩ／Ｏ（入出力）ポート（図示せず）等を備えたマイクロコンピュータを具備している。
なお、図６において、図面の重複を避けるため破線および括弧を付して示すトルク計２７は、本実施形態で用いるものでなく、第２の実施形態で用いるものであることを付記しておく。
【００６２】
制御手段３５のＣＰＵ３６は、トナー濃度センサ２６を始めとして各種センサ等からのオン／オフ信号やデータ信号、あるいは各種モータやソレノイドからの起動・停止信号に基づいて、トナー補給用モータ２３、現像剤攪拌用モータ４５、ロータリフィーダ用モータ５５、エアポンプ６０、スクリュ駆動用モータ１６、ソレノイド１８、供給スクリュ１４、回収スクリュ１４、現像ローラ１１にタイミングを含む起動・停止（オン／オフ）等の各種指令信号を送信することにより、それら駆動手段の制御を行う。
供給スクリュ１４、回収スクリュ１４、現像ローラ１１は、それぞれ専用の、あるいは電磁クラッチ等を介して他の駆動部材を駆動する駆動手段を兼ねた各種モータで駆動されることがあるため、このような駆動部材を制御手段３５の制御対象駆動手段として挙げておく。以下の説明において、各種モータについては「・・・用」という接頭語を適宜省略することがある。
【００６３】
ＲＯＭ３８には、ＣＰＵ３６の制御機能を発揮するための、上述あるいは後述する動作を行うためのプログラム、後述するタイミングチャートやフローチャートに係るプログラムや関係データ等が予め記憶されている。関係データとしては、例えば現像剤の累積補給量に対応した余剰現像剤排出量とのデータテーブル等が挙げられる。
ＲＡＭ３７では、前記各センサ等からのデータ信号を一時的に記憶保持したりする。ＲＡＭ３７は、前回の余剰現像剤の排出動作完了時から今回の余剰現像剤の排出動作時直前までの、現像剤補給手段３により補給された現像剤の累積補給量を記憶する記憶手段として機能する。
【００６４】
本実施形態において、制御手段３５のＣＰＵ３６（以下、単に「制御手段３５」ともいう）は、次の制御機能を有する。すなわち、制御手段３５は、トナー濃度センサ２６から送信されるトナー濃度に係る検出信号に基づいて、予め設定された範囲内のトナー濃度となるような新規プレミックス現像剤量を補給するようにトナー補給用モータ２３を制御する第１の制御手段としての機能を有する。
制御手段３５は、現像部２への現像剤供給量を一定量にすべくエアポンプ６０のエア流量とロータリフィーダ５０のロータ５１の回転数とを調整するように、エアポンプ６０およびロータリフィーダ用モータ５５を制御する第２の制御手段としての機能を有する。
【００６５】
制御手段３５は、現像剤補給手段３により新規プレミックス現像剤の補給動作が行われている画像形成中は、余剰現像剤の排出を行わないように余剰現像剤排出機構４２のソレノイド１８およびスクリュ駆動用モータ１７（以下、単に「余剰現像剤排出機構４２」ともいう）を制御する第３の制御手段としての機能を有する。
制御手段３５は、余剰現像剤の排出を現像装置９の駆動停止中、換言すれば現像剤の循環の停止中に行うように余剰現像剤排出機構４２を制御する第４の制御手段としての機能を有する。
制御手段３５は、ＲＡＭ３７から現像剤補給手段３により補給された現像剤の累積補給量に係る信号を呼び出すとともにＲＯＭ３８から関係データ（例えば現像剤の累積補給量に対応した余剰現像剤排出量とのデータテーブル）を呼出しこれらに基づいて、現像剤の累積補給量に対応した余剰現像剤を排出するように余剰現像剤排出機構４２を制御する第５の制御手段としての機能を有する。
【００６６】
次に、余剰現像剤排出機構４２による余剰現像剤を排出するタイミングについて説明する。余剰現像剤排出機構４２による余剰現像剤を排出するタイミングとしては、画像形成中でないことが好ましい。画像形成中は消費したトナー量に応じて、図２に示す現像剤補給手段３により、トナー容器２２からトナーとキャリアとの混合物である新規プレミックス現像剤が補給される。従って、画像形成中に余剰現像剤の排出を行うと、補給された直後の劣化していない新規プレミックス現像剤が直ぐに排出・廃棄される虞がある。そこで、図２に示す現像剤補給手段３により新規プレミックス現像剤の補給動作が行われている画像形成中は、余剰現像剤の排出を行わず、画像濃度調整動作中、または現像装置９の駆動が停止中に現像剤を排出するように制御すれば、補給された新規プレミックス現像剤は現像に使用された後に排出されるため、無駄がない。この際、制御手段３５は、現像剤補給手段３により新規プレミックス現像剤の補給動作が行われている画像形成中は、余剰現像剤の排出を行わないように余剰現像剤排出機構４２（ソレノイド１８、スクリュ駆動用モータ１７）を制御することとなる。
【００６７】
本実施形態では、画像形成中に余剰現像剤の随時排出を行わず、現像装置の駆動停止中に増加した余剰現像剤を一度に排出する。画像形成中はトナーとキャリアとが補給され、現像剤の排出は行わないので、現像剤容量は画像形成枚数に伴い増加するが、図５に示したように現像剤攪拌部４０の攪拌容器４１は上部に攪拌のための広い空間が設けられていて現像剤の増加を許容できるように設計されている。従って、現像剤攪拌部４０から余剰現像剤が溢れる前に、余剰現像剤排出機構４２による余剰現像剤の排出動作を行えば、随時排出する必要はない。この際、制御手段３５は、余剰現像剤の排出を現像装置９の駆動停止中、換言すれば現像剤の循環の停止中に行うように余剰現像剤排出機構４２を制御することとなる。
【００６８】
図７〜図９を参照して、現像装置の駆動停止中に余剰現像剤を排出する場合の制御方法について説明する。図７は、余剰現像剤の排出動作を表す図であり、図８は、余剰現像剤排出のタイミングチャートである。図９は、画像形成を繰り返したときの新規プレミックス現像剤の補給／余剰現像剤の排出のタイミングと現像剤容量の変化とを、（ａ）本発明と（ｂ）従来の現像装置での比較例とを対比して表す図である。
【００６９】
図８のタイミングチャートにおいて、縦軸に取っている「攪拌部材駆動」とは、現像剤の攪拌動作に係る図２、図４および図６に示した現像剤攪拌用モータ４５による攪拌部材としてのスクリュ４３および攪拌羽根４４のオン／オフ駆動を表している。
図８および図９のタイミングチャートにおいて、縦軸に取っている「現像剤循環」とは、現像剤循環に係る上述した各種モータ等の各種駆動手段により駆動される駆動部材、具体的にはエアポンプ６０、ロータリフィーダ５０のロータ５１、供給スクリュ１４、回収スクリュ１３、現像ローラ１１等のオン／オフを表している。同じく縦軸の「現像剤補給」とは、現像剤補給に係るトナー補給用モータ２３（図２、図６参照）のオン／オフを表している。同じく縦軸の「余剰現像剤排出」とは、余剰現像剤排出に係るスクリュ駆動用モータ１７（図５、図６参照）による現像剤スクリュ４７のオン／オフを表している。
【００７０】
画像形成中は、図２〜図５において、エアポンプ６０、ロータリフィーダ５０のロータ５１、スクリュ４３、回収スクリュ１３、現像ローラ１１が駆動し、現像剤の循環を行っている。図７（１）に示すように、画像形成に伴うトナー消費に応じて現像剤（新規プレミックス現像剤）の補給が行われ、現像剤攪拌部４０の現像剤容量は増加する。この時シャッタ４８は閉まっており、余剰現像剤の排出は行われない（図８、図９参照）。
【００７１】
画像形成が終了すると、図２〜図５において、現像剤を循環させているエアポンプ６０、ロータリフィーダ５０のロータ５１、供給スクリュ１４、回収スクリュ１３、現像ローラ１１の駆動が停止し現像剤の循環が停止する。
現像剤の循環停止後に、図７（２）に示す余剰現像剤の排出が行われる。すなわち、シャッタ４８を開き、現像剤攪拌部４０と余剰現像剤排出機構４２とを連通する。この時、スクリュ４３が回転駆動しており、攪拌容器４１の排出口４１ａより上の現像剤（余剰現像剤になる）は攪拌羽根４４の回転によって余剰現像剤排出機構４２の入口１６ａに導かれ、余剰現像剤７は現像剤排出機構４２内部の現像剤排出スクリュ４７の搬送によって現像装置９外部の廃トナータンク４６に重力を利用して排出される（図８、図９参照）。
次いで、図７（３）に示すように、余剰現像剤７の排出が完了すると、シャッタ４８が閉まり、次の画像形成動作を開始する。
【００７２】
現像装置の駆動停止中に現像剤を排出する場合、図８に示すように、現像剤攪拌部４０におけるスクリュ４３および攪拌羽根４４（攪拌部材駆動）のオンを除き、余剰現像剤排出中にエアポンプ６０など現像剤を循環させる駆動部は停止しているので、現像部２から現像剤攪拌部４０への現像剤供給、現像剤攪拌部４０からロータリフィーダ５０への現像剤供給はともに行われず、現像剤攪拌部４０の現像剤粉面５は安定している（図７（２）参照）。現像剤粉面５が上下することがないので余剰現像剤の排出動作が安定する利点がある。
【００７３】
攪拌容器４１における余剰現像剤排出用の排出口４１ａの高さ位置について説明する。図５において、攪拌容器４１における余剰現像剤排出用の排出口４１ａの高さは、余剰現像剤の排出完了後に、攪拌容器側面における攪拌に必要となる基準現像剤粉面の高さより上に設ける、すなわち攪拌に必要な現像剤量が現像剤攪拌部４０の攪拌容器４１内部に残る高さに設定しておく。ここで、「攪拌に必要な現像剤量」とは、現像剤攪拌部４０に補給された現像剤中のトナーが現像剤攪拌部４０下部の排出部である流出口４１ｄ（図４参照）に移動したとき、現像剤中に十分分散されている現像剤の量を表している。
上述した余剰現像剤の排出によって、現像剤攪拌部４０の現像剤粉面５が排出口４１ａの高さと同一になると現像剤攪拌部４０の流出口４１ｄへの移動はなくなり、排出口４１ａより下の現像剤は排出されない（図７（３）参照）ので、余剰現像剤が過剰に排出されることがなく、余剰現像剤排出直後も良好な攪拌性を維持できる。
【００７４】
余剰現像剤の排出量について説明する。余剰現像剤排出機構４２による余剰現像剤の排出量は、ＲＡＭ３７に記憶されている現像剤の累積補給量に基づいて設定する。この際、制御手段３５は、ＲＡＭ３７から現像剤補給手段３により補給された現像剤の累積補給量に係るデータ信号を呼び出すとともにＲＯＭ３８から現像剤の累積補給量に対応した余剰現像剤排出量に係るデータ信号を呼出しこれらに基づいて、現像剤の累積補給量に対応した余剰現像剤を排出するように余剰現像剤排出機構４２を制御することとなる。
【００７５】
具体的には、前回の排出動作完了後から、現像剤補給手段３により補給される度の現像剤（前記新規プレミックス現像剤）の補給量を、ＣＰＵ３６が逐次計算しながらＲＡＭ３７に累積補給量と記憶させておき、現像剤の排出動作を行うとき、前回の排出動作からの累積現像剤の補給量を元にキャリアの混合率を乗じてキャリアの補給量を計算して、求められた現像剤補給量に対応した分の余剰現像剤を余剰現像剤排出機構４２により排出する。
この際、図７（２）において、現像剤排出用スクリュ４７の回転数を一定にすれば、該スクリュ４７の駆動時間と余剰現像剤７の排出量との関係は比例関係にあるので、排出したい余剰現像剤７の排出量に応じてスクリュ４７の駆動時間を制御することで余剰現像剤７の所定の量を排出することができる（このような関係データもＲＯＭ３８に予め記憶させておく）。余剰現像剤７の排出動作が終了した後は、記録・記憶しておいた現像剤の累積補給量をリセットする。このように制御すれば現像剤の増加分を確実に排出できる。
【００７６】
（第２の実施形態）
図６、図１０〜図１２を参照して、上述した第１の実施形態における余剰現像剤の排出量の設定および余剰現像剤の排出タイミングの設定とは異なる方法を用いる第２の実施形態を説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、スクリュ４３および攪拌羽根４４または現像剤攪拌用モータ４５に作用する動トルク（以下、単に「トルク」ともいう）を検出するトルク検出手段としてのトルク計２７を用いる点、およびトルク計２７からのトルク値に係る信号に基づいて現像剤攪拌部４０の現像剤の嵩を判断し、余剰現像剤の排出タイミングを設定し、かつ、余剰現像剤を排出するように余剰現像剤排出機構４２を制御する制御手段３５を用いる点が主に相違する。この相違点以外の第２の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００７７】
モータ４５の出力軸である回転軸４５ａには、攪拌部材としてのスクリュ４３および攪拌羽根４４の回転負荷であるトルクを検出するトルク計２７が設けられている。攪拌部材としてのスクリュ４３および攪拌羽根４４に作用するトルク、すなわち回転軸４５ａに作用するトルク値と、現像剤攪拌部４０の現像容器４１内の現像剤量（現像剤の嵩）との間には、図１１（Ｃ）に示すような略比例関係が成り立つことを予め実験で確認済みである。
【００７８】
すなわち、図１１（Ａ）に示すように、現像剤の嵩である現像剤粉面５の高さ位置まで現像容器４１内に攪拌に必要な量（ａ１）の現像剤が入っているときに検出されるトルク値Ｔａと、図１１（Ｂ）に示すように、現像容器４１の現像剤粉面５の高さ位置が上昇し攪拌動作が円滑に行えなくなる量（ｂ１）のときに検出されるトルク値Ｔｂとを予め調べておく。攪拌容器４１は攪拌に必要な現像剤量が入っている状態（ａ１）のとき、攪拌容器４１上部には余剰分の現像剤を貯めることができるように十分な空間が設けられている。
【００７９】
図１２を参照して、制御手段３５による制御の元に実行される本実施形態の制御動作を説明する。図１２において、画像形成動作がスタートして現像装置が駆動している画像形成中は、回転軸４５ａに作用するトルクをモニタして図６の制御手段３５のＣＰＵ３６に送信し、現像剤量の増加によってトルク値がＴｂになったことがトルク計２７により検出されたならば（ステップＳ１）、エアポンプ６０、ロータ５１、供給スクリュ１４、回収スクリュ１３、現像ローラ１１の駆動を中断し（ステップＳ２）、現像剤の循環を停止し、余剰現像剤排出機構４２の駆動によって余剰現像剤の排出を行う（ステップＳ３）。
余剰現像剤の排出中も前記攪拌部材（スクリュ４３および攪拌羽根４４）の回転は止めずにトルク値も検出・測定し続ける。トルク値がＴａとなったことがトルク計２７により検出されたならば（ステップＳ４）、現像剤排出終了と判断し、現像剤の排出動作を停止し、再び現像剤の循環動作を行い画像形成動作を再開することとなる。
【００８０】
なお、トルク検出手段は、上述したトルク計２７に限らず、モータ４５の出力軸である回転軸４５ａに作用するトルク（駆動負荷）と同等の特性、すなわちモータ４５に流れる電流または印加される電圧の変化に着目してこれらを検出する電流計または電圧計を用いてもよい。この際、制御手段は、前記電流計または前記電圧計からの電流値または電圧値に係る信号に基づいて、現像剤攪拌部の現像剤の嵩を判断し、余剰現像剤の排出タイミングを設定し、かつ、余剰現像剤を排出するように余剰現像剤排出機構を制御するものである。
【００８１】
（変形例１）
図１３を参照して、第１の実施形態の変形例１を説明する。この変形例１は、第１の実施形態と比較して、攪拌容器４１を備えた現像剤攪拌部４０に代えて、図１３に示すように、攪拌容器４１Ａを備えた現像剤攪拌部４０Ａを用いる点が相違する。この相違点以外の変形例１の構成は、第１の実施形態と同様である。
現像剤攪拌部４０Ａの攪拌容器４１Ａは、現像剤攪拌部４０の攪拌容器４１と比較して、現像剤攪拌部４０Ａと余剰現像剤排出機構４２との接続部近傍に余剰現像剤７を一時的に貯める貯蔵部としての現像剤一時貯蔵部４９を設けた点のみ相違する。
【００８２】
本例の現像剤一時貯蔵部４９は、排出口４１ａの上端よりやや高くなるように、攪拌容器４１Ａの排出口４１ａ上流近傍における攪拌容器４１Ａの内壁から上方へ突出した堰部４１ｅによって構成されている。堰部４１ｅは、攪拌容器４１Ａと一体的に形成されている。
現像剤攪拌部４０Ａの攪拌容器４１Ａから排出される余剰現像剤７は、先ず、堰部４１ｅを乗り越えて現像剤一次貯蔵部４９に移動した後、現像剤排出スクリュ４７によって排出される。
【００８３】
上述したとおり、本変形例によれば、攪拌羽根４４の回転によって攪拌容器４１Ａの排出口４１ａから外側に向かう余剰現像剤７が過剰に排出されるのを防止できる。
変形例１は、第２の実施形態にも適用できることは無論である。堰部４１ｅは攪拌容器４１Ａの内壁に一体的に形成されていたが、これに限らず、攪拌容器とは別体の堰部材で形成し、適宜の固着方法、例えば樹脂製の場合では融着・接着によって攪拌容器の内壁に固着してもよい。
【００８４】
（変形例２）
第１の実施形態の変形例２を説明する。この変形例２は、第１の実施形態と比較して、余剰現像剤排出中の攪拌羽根の回転数を画像形成中に比べて遅くした点のみ相違する。
攪拌羽根の回転数は補給された新規プレミックス現像剤が現像剤攪拌部の下部に設けられた流出口（図４の流出口４１ｄ参照）に移動するまでの間に現像剤中に分散されるように設定されている。しかしながら、余剰現像剤の排出動作は画像形成中は行われないので、攪拌羽根の回転数は遅くてもよい。攪拌羽根の回転は遅い方が攪拌による現像剤へのストレスが少なく、また羽根の回転する勢いによって過剰に余剰現像剤が排出するのを防止できる。変形例２は、第２の実施形態や変形例１にも適用できることは無論である。
【００８５】
本発明を適用可能な画像形成装置としては、上述のように、現像装置が複数配置されたものを用い、複数の現像装置によって順次作製された色が異なる複数トナー像を順次一旦中間転写媒体上に順次転写した後、これを一括して紙などのような転写媒体に転写後に定着する「タンデム型中間転写方式」のものに限定されるものではなく、同様に作製された色が異なる複数トナー像を順次紙などのようなシート状記録媒体上へ重ねて転写した後、定着する「タンデム型直接転写方式」等であっても良いし、また現像装置が単一で配置されたものを用いたモノクロ等の単一色、または３色用の現像装置が配置されたものを用いた多色の画像形成装置にも本発明を適用可能であることは無論である。
【００８６】
以上述べたとおり、本発明を特定の実施形態や変形例、実施例等について説明したが、本発明が開示する技術的範囲は、上述した実施例を含む実施形態や変形例等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
【符号の説明】
【００８７】
１    感光体（像担持体、潜像担持体）
２    現像部（現像手段）
３    現像剤補給手段
４    循環機構（循環手段）
５    現像剤粉面
６    現像剤
７    余剰現像剤
９    現像装置
１０    ケーシング
１１    現像ローラ（現像剤担持体）
１２    ドクタブレード
１３    回収スクリュ
１４    供給スクリュ
１５    現像剤供給口
１６    現像剤排出管（現像剤排出経路）
１６ａ  現像剤排出管の入口
１７    スクリュ駆動用モータ（搬送部材駆動手段）
１８    ソレノイド（開閉部材駆動手段）
２２    トナー容器（現像剤補給手段）
２３    トナー補給用モータ（現像剤補給駆動手段）
２６    トナー濃度センサ（トナー濃度検出手段）
２７    トルク計（トルク検出手段）
３０、３１    現像剤移送管（循環手段）
３５    制御手段
３７    ＲＡＭ（記憶手段）
４０、４０Ａ    現像剤攪拌部（攪拌手段、攪拌部）
４１、４１Ａ    攪拌容器
４１ａ    排出口
４１ｅ    堰部（貯蔵部を構成）
４２      余剰現像剤排出機構（余剰剤排出手段）
４３    スクリュ（攪拌部材）
４４    攪拌羽根（攪拌部材）
４５    現像剤攪拌用モータ
４５ａ  回転軸
４６    廃トナータンク
４７    現像剤排出スクリュ（余剰現像剤搬送手段）
４８    シャッタ（開閉部材）
４９    現像剤一時貯蔵部（貯蔵部）
５０    ロータリフィーダ
５１    ロータ
６０    エアーポンプ（搬送手段、搬送部）
７０    装置本体
８０    画像形成部
８１    作像ユニット
８２    帯電部（帯電手段）
８３    クリーニング部（クリーニング手段）
８４    １次転写部
８５    中間転写ベルト（中間転写体）
８６    給紙部
８８    ２次転写部
８９    定着部
９０    排紙部
１００    画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８８】
【特許文献１】特開平０８−０２２１９０号公報
【特許文献２】特開２００９−０５８９３９号公報
【図１】
0005691277.tif 000002
【図２】
0005691277.tif 000003
【図３】
0005691277.tif 000004
【図４】
0005691277.tif 000005
【図５】
0005691277.tif 000006
【図６】
0005691277.tif 000007
【図７】
0005691277.tif 000008
【図８】
0005691277.tif 000009
【図９】
0005691277.tif 000010
【図１０】
0005691277.tif 000011
【図１１】
0005691277.tif 000012
【図１２】
0005691277.tif 000013
【図１３】
0005691277.tif 000014